Отоакустична емісія (ОАЕ)

Що таке отоакустична емісія

Отоакустична емісія (ОАЕ) – це дуже слабкі звуки, що реєструються в слуховому ході, але генеруються в завитці внутрішнього вуха як побічний продукт роботи зовнішніх волоскових клітин – підсилення коливань базилярної мембрани завитки.

Природа виникнення ОАЕ

Коли до вуха потрапляє звук (звуковий стимул), він передається середнім вухом (барабанною перетинкою та слуховими кісточками) і рідинами внутрішнього вуха та викликає поперечні коливання базилярної мембрани внутрішнього вуха –подібно до хвилі, що утворюється на поверхні води. Зміщення бацилярної мембрани активують зовнішні волоскові клітини (ЗВК), які подовжуються та скорочуються, подібно до гармоні або акордеона. При цьому ЗВК підсилюють коливання базилярної мембрани, на якій вони розташовані, приблизно у 100 разів (40 дБ). Це підсилення відбувається з високою точністю на частоті, на яку налаштована ЗВК. Завдяки цьому підсиленню коливань, кожна ділянка базилярної мембрани, розташовані на ній внутрішні волоскові клітини (ВВК) та приєднані до ВВК нейрони слухового нерва налаштовуються на певну частоту. Таким чином забезпечується високоточне частотне налаштування органу слуху, що лишалося загадкою до відкриття підсилюючих властивостей зовнішніх волоскових клітин.

Так само як електронні підсилювачі вносять спотворення електричних коливань, так і ЗВК, підсилюючи коливання базилярної мембрани, спотворюють ці коливання та вносять додаткові, яких не було у звуковому стимулі, що потрапив до вуха. Крім того, так само як механічні й електричні коливання не затухають миттєво після того, як припинилася дія сили, що викликала їх, так і коливання ЗВК, а разом з ними – бацилярної мембрани, не затухають миттєво, а тривають певний час після припинення звукового стимулу.

Додаткові коливання бацилярної мембрани викликають зміщення рідин внутрішнього вуха, перилімфа пристінкових сходів завитки коливає стремінце, а від стремінця механічні коливання поширюються через ковадло, молоточок та барабанну перетинку назад до зовнішнього слухового проходу у вигляді звуку. Цей звук і називають ото акустичною емісією (ОАЕ). Він дуже слабкий – від 0 до 20 дБ РЗТ, а тому зареєструвати ОАЕ можна лише в герметично закритому слуховому проході за допомогою високочутливого мікрофона. А відокремити його від звукового стимулу та навколишнього шуму можна лише за допомогою спеціального цифрового аналізатора звуку.

Вченими виявлені декілька видів ОАЕ, але клінічне застосування на разі знайшли тільки два її види – ОАЕ на частоті продукту спотворення (ОАЕПС) та затримана викликана ОАЕ (ЗВОАЕ). Коливання базилярної мембрани на додаткових частотах, відсутніх у звуковому стимулі, називається продуктами спотворення (ПС). А викликана ними ОАЕ називається ОАЕ на частоті продуктів спотворення.

ОАЕПС реєструють при стимуляції слухової системи парою тривалих чистих тонів, так званих первинних тонів, з частотами f1 та f2. Найбільша ОАЕПС досягається при співвідношенні частот первинних тонів f2= 1,22 f1 – наприклад, f1 = 1000 Гц, а f2= 1220 Гц. Найбільша ОАЕПС виникає при рівнях первинних тонів, що відрізняються один від одного на 10 дБ – наприклад, рівень тону з частотою f1 (L1) дорівнює 65 дБ РЗТ, а рівень тону з частотою f2 (L2) дорівнює 55 дБ РЗТ.

Наукові дослідження виявили ОАЕПС на численних частотах, але найсильніші – на частоті, що дорівнює 2f1-f2. У нашому прикладі ця частота дорівнює: 2f1-f2 = (2*1000 – 1220) Гц = (2000 – 1220) = 780 Гц.

На інших частотах ОАЕПС набагато слабше, і її набагато важче зареєструвати. Дуже характерно, що місцем виникнення ОАЕПС 2f1-f2 є не ділянка базилярної мембрани, налаштована на сприйняття цієї частоти (в нашому прикладі, 780 Гц), а ділянка, налаштована на частоту f2 (в нашому прикладі, 1220 Гц). Тому саме цю частоту f2 вважають «тестовою» при реєстрації ОАЕПС та вказують у результатах тесту, хоча в реальності стимулом є пара первинних тонів. Результати реєстрації ОАЕПС записуються у вигляді ПС-грами – графіка, на якому вказані рівні ОАЕПС в залежності від «тестової» частоти f2. Крім того, на графіку вказується рівень шуму на частотах f2. Це потрібно, щоб мати змогу переконатися, що ОАЕПС справді наявна – її рівень повинен перевищувати рівень шуму на 3-6 дБ, а сам рівень шуму не повинен перевищувати стандартизованих значень для кожної з частот f2.

В клінічній практиці найчастіше реєструють ОАЕПС в діапазоні частот f2 від 500 до 4000 Гц, зокрема, з метою скринінгу (виявлення порушень слуха). Разом з цим, на відміну від ЗВОАЕ, спектр якої обмежений частотами 4,5-5 кГц, реєстрація ОАЕПС можлива в розширеному діапазоні частот – до 8000 Гц. Це має особливу важливість. По-перше, таке тестування дозволяє об’єктивно виявити високочастотне порушення слуху. По-друге, дослідження продемонстрували, що пригнічення функції зовнішніх волоскових клітин та пов’язане з ним зниження амплітуди ОАЕПС може відбутися (зазвичай, починаючи з високих частот) ще до того, як фактично знизиться слух, тобто, є передвісником порушення слуху. Саме ця чудова властивість ОАЕПС дозволяє запобігти незворотному порушенню слуху в людей, що піддаються впливові шкідливих для слуху факторів – виробничими та сільськогосподарського шуму, шуму гелікоптерів та іншої військової техніки, шуму під час рок-концертів, антибіотиків, методів протиракового лікування (хіміотерапія та променева терапія), інфекційних захворювань.

Тому реєстрація ОАЕПС є найважливішим методом спостереження (моніторингу) за станом зовнішніх волоскових клітин у робітників шумонебезпечних професій, військовослужбовців, хворих, що проходять лікування ототоксичними методами, немовлят, що перебувають у відділеннях інтенсивної терапії новонароджених, та в інших випадках, коли можливо пошкодження волоскових клітин завитки внутрішнього вуха. Раннє виявлення змін за методом ОАЕПС дозволяє вибрати профілактичні заходи – наприклад, застосувати засоби захисту від шуму, змінити тактику лікування.

ЗВОАЕ реєструють у відповідь на серію з 2-3 тисяч широкосмугових звукових клацань тривалістю 80-100 мікросекунд з рівнем, зазвичай, 80 дБ РЗТ та частотою подачі 20-50 на секунду. Щоб ослабити сильні звуки стимулюючих клацань, що потрапляють до аналізатора, їх серія складається з чотирьох клацань протилежної полярності (згущення та розрідження) та різної амплітуди (розмаху коливань) – наприклад, три клацання заданої амплітуди з полярністю згущення та одне – з полярністю розрідження та амплітудою, що втричі перевищує амплітуду трьох попередніх клацань.

При цьому цифровий аналізатор звуку накопичує та усереднює відповіді на ці 2-3 тисячі клацань. Результати демонструються у вигляді форми звукової хвилі протягом 20-30 мілісекунд після початку стимулу, а також у вигляді спектру. Спектральне відображення ЗВОАЕ має більшу діагностичну цінність, оскільки з більшою точністю демонструє частоти, на яких не працюють зовнішні волоскові клітини. Ця частотна точність, зазвичай, вище, ніж при реєстрації ОАЕПС, яка реєструється на окремих «тестових» частотах. Також вона значно перевищує частотну точність аудіограми.

Недоліком ЗВОАЕ є обмеженість верхньої межі спектру частотами 4,5-5 кГц. Це пов’язано з тим, що ОАЕ генерується зовнішніми волосковими клітинами, розташованими в базальній частині завитки – поблизу овального вікна завитки, в якому міститься стремінце. Тому високочастотні компоненти ЗВОАЕ з’являються дуже швидко після початку стимулу (клацання) та повністю маскуються ним, через що аналізатор не може їх виявити.

Таким чином, обидва методи – ОАЕПС та ЗВОАЕ – доповнюють один одного, але мають певну різницю та різне клінічне застосування. ЗВОАЕ зазвичай застосовують для скринінгу новонароджених, діагностики слуху в обмеженому діапазоні частот до 4000 Гц та для виявлення «мертвих зон» завитки. ОАЕПС застосовується для діагностики в розширеному діапазоні частот до 8000 Гц, а також для моніторингу і раннього виявлення порушення функції зовнішніх волоскових клітин з метою профілактики необоротного порушення слуху.

Метод реєстрації ОАЕ дуже чутливий до стану слуху. Зазвичай, ОАЕ не реєструється при сенсоневральному порушенні слуху понад 30 дБ, а також при кондуктивному порушенні слуху.

Єдині винятки становлять: (а) випадки слухової нейропатії – слухової патології, при якій зберігається нормальна функція зовнішніх волоскових клітин, але порушується проведення нервового збудження слуховим нервом; (б) випадки пухлини слухового нерва (акустичної невриноми).

Переваги обстеження слуху методом реєстрації ОАЕ

Об’єктивний метод, що не залежить від довільних відповідей обстежуваної людини.
Використовується для дослідження слухової функції в людей будь-яких вікових груп, починаючи з новонароджених.
Відображує стан зовнішніх волоскових клітин внутрішнього вуха, що першими страждають від впливу таких факторів як виробничий та сільськогосподарський шум, ототоксичні антибіотики, методи протиракового лікування (хіміотерапія та променева терапія), грип, інфекційний паротит («свинка»), менінгіт, менінгококова інфекція та інші інфекційні захворювання.
Чутливий до ступеня порушення слуху.
Швидко виконується, не потребує попередньої підготовки до тестування.

Обстеження слуху методом реєстрації ОАЕ в Медичному центрі АВРОРА

Перші в Україні дослідження щодо ОАЕ були виконані одним з засновників АВРОРИ ще в другій половині 80-х років XX століття. Фахівці Медичного центру АВРОРА™ першими в Україні впровадили обидва методи реєстрації ОАЕ (ОАЕПС та ЗВОАЕ) у свою клінічну практику. Ці обстеження в Медичному центрі АВРОРА виконуються досвідченими фахівцями. Аналіз результатів та діагностичні висновки надаються лікарем-отоларингологом або сурдологом. Дослідження виконуються за допомогою приладів для реєстрації отоакустичної емісії виробництва компанії Interacoustics (Данія).

Прилад для реєстрації ОАЕ (Аналізатор ОАЕ) працює наступним чином. Акустичний процесор генерує первинні тони (при реєстрації ОАЕПС) або серії широкосмугових клацань (при реєстрації ЗВОАЕ). Ці тони або клацання поступають на мініатюрні телефони, розташовані в електроакустичному зонді приладу. Ці мікротелефони створюють відповідні звукові стимули. На зонд вдягнена вушна вкладка, що вставляється до слухового ходу та герметично закриває його. З зонду звукові стимули потрапляють до слухового ходу. Також у зонді міститься мініатюрний високочутливий мікрофон. Він уловлює звук у слуховому проході, перетворює його на електричний сигнал та передає цей сигнал на аналогово-цифровий перетворювач (АЦП). АЦП перетворює аналоговий електричний сигнал у цифрову форму та передає цей цифровий сигнал на цифровий процесор. Цифровий процесор аналізує сигнали, виділяє ОАЕ з-поміж шуму та стимулів та виводить результати на екран приладу. Результати зберігаються в пам’яті приладу та друкуються на принтері.